CAPITULO 4

4. PROCEDIMIENTO DE USO DEL EQUIPO DISEÑADO

4.1. Extracción de Núcleos

Para que sea efectiva, la extracción de núcleos debe ser planeada

teniendo en cuenta la evaluación de la formación. Con núcleos de

calidad, las compañías petroleras pueden comprender mejor las

características de la formación, incluyendo litología, porosidad,

permeabilidad y humectabilidad.

FIGURA 4.1. BROCAS PARA EXTRAER NÚCLEOS (BAKER

HUGHES)

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A continuación se exponen algunos métodos para extraer nucleos:

4.1.1. Gel Coring

Proporciona muestras de calidad para análisis de reservorios

Preserva la sequedad de la muestra

Protege la integridad física de la muestra

Elimina la invasión estática de la muestra

El gel protege a la muestra de alteraciones de su contenido de

fluido y daños a la formación, minimizando el contacto del material

con el fluido de perforación y los filtrados. Encapsula totalmente la

muestra en el orificio con un gel y lo resguarda hasta que pueda

ser sacado del pozo y transportado al laboratorio para su análisis.

4.1.2. Sistema CoreDrill

La extracción de muestras durante la perforación produce altos

rendimientos operativos, rápidos cambios de herramientas, sin

necesidad de viajes de tubería para obtener las muestras, con

mínima interrupción del proceso de perforación.

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FIGURA 4.2. COREDRILL

4.1.3. IDGS, Sistema de Obtención de Datos in Situ

Obtiene muestras de mayor calidad, libres de fracturas mecánicas

o por sobrepresión, invasión de fluidos o pérdidas de líquido del

yacimiento. Los fluidos del reservorio se colectan bajo presión

dentro de la muestra de roca.

Luego se remueve todas las trazas de petróleo de la muestra y se

lo deja completamente seco. Los solventes comúnmente usados

para esta extracción son el tricloro-etileno, tolueno, éter, o pentano.

No es recomendable usar núcleos que necesiten de un excesivo

calentamiento.

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En el caso de núcleos delicados o frágiles, los cuáles al darles

forma .mediante lijada podrían dañarse o aplastarse cuando se

los va a someter a pruebas de laboratorio, entonces para evitar

esto primero se .sumergen en cera y luego son introducidos en

camisas metálicas.

4.2. Preparación de la Muestra

Para las pruebas de laboratorio primero se debe llevar a cabo la práctica

“limpieza de núcleos con tolueno” mediante los siguientes pasos:

1. Armar el equipo soxhelt, el cual está conformado por:

a. Reverbero o manto de calentamiento.

b. Balón (500 o 1000 ml.), lleno con 375 ml. de tolueno o éter.

c. Porta muestra.

d. Refrigerante.

e. Soporte universal.

f. Colocar lubriseal en todas las uniones.

99

FIGURA 4.3. EQUIPO DE LIMPIEZA DE NUCLEOS

2. Dejar las muestras con el reverbero a su máxima capacidad el tiempo

necesario, hasta que los núcleos estén completamente limpios (tolueno

limpio).

3. Poner las muestras en el horno convencional a una temperatura de 85 ºC

(185 ºF) por un lapso de tiempo de 6 a 12 horas.

4. Preparar la salmuera mezclando 1 Kg de agua destilada con 60 gr de

Cloruro de Sodio (Sal). Luego de mezclar hay que filtrar el fluido con un

papel filtro de 3.45 micras. Luego de preparar la salmuera, colocar cierto

100

volumen de esta en una bureta de tamaño adecuado, para medir la

densidad de esta mediante el uso de un Hidrómetro.

5. Una vez que el núcleo ha sido limpiado se debe saturar al 100 % con

salmuera para lograr dicho objetivo es necesario colocar el núcleo en

una botella conectada a una bomba de vacio y un matraz que

contenga salmuera. Se debe realizar vacio en la botella por un tiempo de

30 minutos luego del cual lentamente se dejara caer agua del matraz

hasta sumergir el núcleo por un tiempo de 2 horas, asegurando así su

saturación al 100 %.

FIGURA 4.4. BOMBA DE VACIO

6. Dejar los núcleos en el desecador hasta el momento en el que se les

vayan a determinar la presión capilar.

Después que la muestra alcance temperatura ambiente, ya se puede

comenzar la experiencia de medición de presión capilar.

101

4.3. Manejo del Plato Poroso para la Determinación de la Presión Capilar

1. Limpiar la membrana con agua destilada de tal forma que esta se

sature y este sin impurezas.

2. Limpiar la celda de desaturación, y colocar la membrana dentro de

esta. Conectar el ducto que esta sobre la misma.

3. Colocar un Kleenex sobre la membrana semi-permeable. Sobre

este se colocara la muestra.

4. Retirar la muestra saturada al 100 % con salmuera del

desecador; y pesar la misma. Tomar nota de las características

del núcleo tales como: Identificación de la muestra, Longitud,

Diámetro, Volumen poroso, Porosidad, Peso del núcleo seco y

Peso del núcleo saturado al 100 %.

5. Colocar la muestra dentro de la celda de desaturación, ajustar

bien los tornillos aseguradores, cerciorándose de que el empaque

este colocado correctamente.

6. Colocar la manguera de aire al Air Inlet del regulador a ser

utilizado.

7. Colocar la manguera del regulador a la válvula de entrada de la

celda de desaturación; y colocar la presión de trabajo a 1 PSI.

102

8. Aliviar la presión de la celda a la atmosférica. Abrir la tapa y pesar

la muestra. Este peso será reportado como el peso del núcleo a la

presión capilar de 1 PSI.

9. Colocar la muestra nuevamente en la celda, e incrementar la

presión a 2 PSI.

10.Aliviar la presión de la celda a la atmosférica. Abrir la tapa y pesar

la muestra. Este peso será reportado como el peso del núcleo a la

presión capilar de 2 PSI.

11. Ir incrementando la presión al doble de la que se utilizo

anteriormente, hasta llegar a una presión máxima antes de llegar

a los 200 PSI y repetir el mismo procedimiento de alivio de presión

y registro de masa antes utilizado.

4.4 Datos y Cálculos de la Prueba:

Muestra # 1:

Longitud: 2.36 cm

Diámetro: 2.515 cm

Volumen Poroso: 3.752 cm3

Porosidad: 16 %

Peso Seco: 21.8102 gr

Peso Húmedo: 25.7212 gr

103

4.4.1 Calculo de la Densidad de la Salmuera:

Para calcular la densidad de la salmuera, se necesita de un

hidrómetro, para medir la gravedad API de la misma. Luego

aplicando una ecuación podemos despejar la densidad del fluido

en las unidades adecuadas. Entonces tenemos:

Por lo tanto:

104

4.4.2 Calculo del Volumen Total y Poroso de la Muestra:

Volumen Total:

Volumen Poroso:

El volumen poroso del núcleo es igual al volumen de fluido en el

mismo, cuando está saturado al 100 %. Por lo tanto:

4.4.3 Calculo de la Porosidad de la Muestra:

4.4.4 Calculo de la Saturación de Agua del Núcleo

Para calcular la saturación de agua del núcleo después de cada

repetición, es necesario aplicar la siguiente ecuación:

105

Para expresar esta ecuación en función del peso del núcleo,

tenemos que:

Entonces la ecuación de saturación queda así:

Abreviando tenemos:

106

Aplicando esta ecuación después de cada repetición en el plato

poroso obtenemos la siguiente tabla:

Presión (psi)  Peso (gr) Saturación de Agua (%)

1 25.705 99.5

2 25.472 93.63

4 25.421 92.23

8 25.357 90.69

16 24.357 65.12

32 23.544 44.33

64 23.221 36.07

128 22.912 28.17150 22.884 28.15200 22.882 28.10

Tabla 4.1 Resultados de la Experiencia Laboratorio ESPOL

4.4.5 Comprobación de Resultados Obtenidos

Los días 15 y 16 de octubre del 2006 año se realizo una pasantía en

el Laboratorio de Yacimientos de Petroproducción localizado en la

ciudad de Quito pedida por medio de un oficio dirigido al Ing. Manuel

Jordán, Subgerente de Exploración y Desarrollo de Petroproducción

por el Ing. Ricardo Gallegos Orta, Decano de la FICT de esta

Universidad.

En la mencionada práctica se comprendio a cabalidad la operación

y funcionamiento del equipo de medición de Presión Capilar y todos

los pasos que se deben seguir antes de calcular este parametro de

una muestra, tal como se describió anteriormente en este capitulo.

107

La práctica se le realizo a una muestra tomada del Campo Petrolero

de Ancón. A este núcleo se le determinó sus valores de Saturación

de Agua a cada presión capilar aplicada para que posteriormente

pasen a ser dato patrones o referenciales, los que permitirán

realizar una calibración precisa del equipo diseñado.

Los resultados obtenidos en el Laboratorio de Yacimientos de

Petroproducción se muestran en la siguiente tabla:

Presión (psi)  Peso (gr) Saturación de Agua (%)

1 25.55 98

2 25.376 93.45

4 25.326 92.14

8 25.265 90.55

16 24.294 65.10

32 23.497 44.20

64 23.18 35.91

128 22.882 28.10150 22.881 28.05200 22.879 28.01

Tabla 4.2 Resultados obtenidos en el Laboratorio Petroproducción

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4.4.6 Curvas de Presión Capilar Obtenidas

Durante la práctica realizada en el equipo de presión capilar

diseñado para efectos de esta tesis se obtuvo la siguiente curva:

Figura 4.5. Curva de Presión Capilar obtenida con el equipo

Diseñado

Mediante el uso de esta curva se puede calcular la Saturacion de

Agua Irreductible (SWIRR). Esto se logra observando en que punto

de saturación de agua (eje de las X) la curva se vuelve asintótica

con respecto al eje de las Y. De esta manera obtenemos que la

SWIRR = 28%.

Saturacion de Agua (%)P

resio

n C

ap

ilar (ps

i)

109

Mientras que en la práctica realizada en el laboratorio de

Petroproducción en la ciudad de quito se obtuvo la siguiente curva:

Figura 4.6. Curva de Presión Capilar obtenida con el equipo de

Petroproducción

Como se puede apreciar tanto en los resultados numéricos como

en los gráficos, ambas practicas dan resultados muy similares, lo

cual indica que el equipo de presión capilar fue diseñado y

calibrado de una manera correcta y que proporciona resultados

fidedignos y confiables al momento de realizar las mediciones.

Saturacion de Agua (%)

Pre

sion

Ca

pilar (p

si)